KR20090099382A - 하천부유물 제거 시스템과 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 하천의 부유물을 제거하기 위한 시스템과 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 하천부유물 제거 시스템은, 수면 위로 노출되도록 하천의 폭방향을 따라 세워지는 한 쌍 이상의 포스트(11)와; 상단부가 수면 위에 위치하도록 포스트(11)에 결합되고, 상단부에서 상류측으로 연장된 하단부가 수면 아래에 잠기는 스크린(12)과; 스크린(12) 상단부 위의 포스트(11)에 일측단부가 결합되며, 타측단부가 스크린(12)의 하단부에 결합되는 스크린고정와이어(13)와; 스크린(12) 상단부 아래의 포스트(11)에 하천 폭방향으로 결합된 콘베이어(14); 등으로 구성된다.

본 발명의 하천부유물 제거 시스템은, 하천부유물을 제거하는데 소요되는 제반비용을 절약하여 주며, 하천부유물을 수거하는데 따른 노동력과 시간을 최소화하는 동시에 하천의 수질을 개선하는 이점이 있다.

하천, 하천부유물, 댐, 스크린

Description

하천부유물 제거 시스템과 그 시공방법{System for removing the floating matters on the river, and the construction process for the same}

본 발명은 하천의 부유물을 제거하기 위한 시스템과 그 시공방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 강물이 흐르는 힘을 이용하여 하천을 따라 떠다니는 각종 부유물을 건져올려 제거할 수 있도록 한 하천부유물 제거 시스템과 이의 시공방법에 관한 것이다.

농업에 의한 식량생산이 이루어지고 있는 국가에서 가장 중요한 국가사업 중의 하나는 치수관개로서, 제방을 쌓아 물로 인한 재난을 막고 저수지를 만들어 농경지에 물을 인공적으로 공급하는 치수관개의 기원은 농경의 시작과 거의 때를 같이 한다.

또한 산업혁명 이후 인구가 집중된 도시를 안정적으로 유지하기 위해서는 기본적으로 식수와 생활용수의 공급이 무엇보다도 중요한 바, 홍수 등에 의한 피해를 방지하는 동시에 식수와 생활용수는 물론 농업 및 공업용수를 안정적으로 공급할 수 있도록 거의 모든 하천에는 댐과 제방이 설치되고 있다.

상기 댐과 제방은 우기에는 하천의 범람을 방지하여 주고 갈수기에는 저장된 물을 이용하여 물을 안정적으로 공급하여 줄 뿐만 아니라, 댐의 규모가 클 경우에는 수력발전에 이용되기도 하는, 없어서는 안될 시설이나, 특히 우기에는 각종 부유물이 댐으로 모여들게 되는 문제가 있다.

즉 우기에는 산간계곡 등에서 뿌리 채 뽑힌 유목(流木), 각종 쓰레기 등이 떠 내려와 댐에 걸림으로써 댐에서 방류되는 물의 흐름을 막거나 방해하면서 안정적인 방류가 이루어지지 못하게 되는 바, 댐이나 제방에 과도한 수압이 걸려 제방이 유실되어 많은 피해를 초래하기도 한다.

상기와 같이 댐으로 몰려드는 부유물은 상당한 양으로서, 팔당호에서 수거된 부유물의 양은 2000년 4260톤에 이를 정도이며, 전국의 11개 주요 댐에서 수거되는 부유쓰레기의 양은 매년 30%씩 급증하고 있는 실정이다.

하천을 따라 댐으로 모여드는 부유쓰레기는, 초목류가 80∼90%로서 대부분을 차지하고 있으며, 그 외에 비닐하우스 등에서 발생된 비닐, 스티로폼 등의 폐건축자재, 행락객이 버린 쇼핑용 비닐봉투, 생활주변에서 버려지는 비닐과 페트병 등 다양하다.

상기와 같은 부유쓰레기에는 각종 유기물질, 질소, 인 등이 다량 함유되어 있기 때문에 하천수 또는 호수가 부영양화하거나 유기물질에 오염되면서 수질이 악화되는 바, 댐에 의해 조성된 호수가 가장 중요한 상수원으로서의 역할을 할 수 없게 될 수도 있으며, 호수에서 채취된 상수도용 원수를 정수하기 위한 비용이 과다하게 상승될 수도 있다.

따라서 특히 초목류가 댐으로 흘러내려오는 것을 방지하기 위하여 상대적으 로 폭이 좁은 하천의 상류지역에는 유목방지용 댐인 버트리스댐(Buttress Dam)이 설치되기도 하는데, 이 댐은 산사태 등에 의해 뿌리채 뽑힌 유목이 하류의 댐에게까지 흘러내려가지 않도록 하여 주는 역할을 수행한다.

그러나 상기와 같은 댐은 그 공사비가 많이 들고 공사기간이 길 뿐 아니라 오히려 댐 설치에 따라 주변환경이 훼손될 수도 있다.

또한 버트리스댐은 유목이나 각종 부유쓰레기가 하류 측으로 흘러내려가는 것을 방지할 수만 있을 뿐으로서, 댐에 걸린 부유물은 소형 배나 바지선 등을 이용하여 사람이 직접 수거해야만 하는 불편함이 있다.

즉 대형 다목적 댐으로 몰려드는 각종 부유물은 바지선을 이용하여 수거되는 것이 일반적이었는 바, 다목적 댐에 의해 조성된 넓은 호수의 경우 부유물 제거를 위한 시간과 비용이 과다하게 소요되기 때문에 폭이 좁은 하천의 상류측에 버트리스댐을 설치하여 호수로 유입되는 하천부유물의 양을 줄일 수도 있으나, 하천 상류측의 환경을 훼손할 수 있을 뿐 아니라, 상류측 댐에 걸린 하천부유물은 사람이 직접 수거해야 한다는 불편함은 여전하다.

본 발명은, 하천부유물을 제거하는 종래의 방법이나 시설 등이 가지고 있는 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 물이 흐르는 힘을 이용하여 하천부유물이 건져질 수 있도록 하고, 건져 올려진 하천부유물이 제방측으로 자동 이송되도록 함으로써, 하천부유물을 손쉽게 제거할 수 있는 시스템 장치와 이를 시공하는 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 잇다.

본 발명의 상기 목적은, 하천의 길이방향을 따라 하류측에서 상류측으로 하향 경사지도록 설치되는 스크린과, 스크린의 상단부 아래에 하천의 폭방향을 따라 설치되는 컨베이어에 의하여 달성된다.

본 발명의 하천부유물 제거 시스템과 시공방법은, 물이 흐르는 힘에 의해 하천부유물이 경사진 스크린을 따라 스크린의 상단부측으로 상향 이동할 수 있도록 함에 따라 하천부유물을 제거하는데 따른 동력비용과 설비비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한 스크린에 의해 건져지는 하천부유물이 제방의 일측으로 자동 이송되기 때문에 하천부유물을 수거하는데 따른 노동력과 시간이 최소화되는 이점이 있다.

그리고 하천의 유속에 따라 스크린의 경사도를 조절할 수 있기 때문에 하천부유물이 효과적으로 건져 올려질 수 있고, 하천부유물이 지속적으로 제거할 수 있 기 때문에 상수원 수질이 개선되면서 수질개선을 위한 하천의 관리비용이 절감되는 장점이 있다.

본 발명은, 하천을 따라 흐르는 하천부유물을 건져 올려 제거하기 위한 시스템과 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 하천부유물 제거 시스템은, 하천부유물에 작용하는 유수(流水)의 힘에 의해 하천부유물이 경사진 스크린을 따라 상향이동하여 건져지도록 한 구조에 그 특징이 있다.

하천을 흐르는 물의 힘을 이용하는 본 발명의 하천부유물 제거 시스템은, 하천의 폭방향을 따라 세워지는 다수의 포스트와; 상단부가 포스트에 결합되어 수면 위로 노출되며, 상단부에서 하천의 상류측으로 하향 연장된 하단부가 수면 아래로 잠기는 스크린과; 스크린 상단부 위의 포스트에 일측단부가 결합되고, 스크린 하단부에 타측단부가 결합되는 스크린고정와이어와; 스크린의 상단부 아래에 하천의 폭방향을 따라 설치되는 콘베이어; 등으로 구성되는 바, 각각을 살펴보면 다음과 같다.

포스트는, 하천의 폭방향으로 적어도 2개 이상이 설치되어 스크린의 상단부를 고정지지하는 역할을 한다.

스크린은, 선재를 직조한 망 또는 다수의 관통공이 형성된 천공판으로서 하천부유물이 건져질 때 물이 잘 빠지는 구조를 가져야 하며, 하천의 상류측에서 하류측으로 상향 경사도록 설치되는 바, 하천부유물은 흐르는 물의 힘에 의해 상향 경사진 스크린을 따라 스크린의 하단부에서 상단부 측으로 이동하게 된다.

스크린고정와이어는, 스크린이 수평방향에 대하여 경사지도록 스크린의 하단부를 고정하기 위한 것으로, 포스트에 결합되는 스크린고정와이어의 일측단부가 포스트를 따라 상·하 왕복이동할 수 있도록 함으로써, 길이가 일정한 스크린의 경사도가 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉 건기와 우기에 따라 하천을 흐르는 물의 양과 유속이 달라지는 바, 이에 따라 스크린의 경사도를 조절함으로써 하천부유물을 더욱 효과적으로 제거할 수 있게 된다,

이때 포스트에 결합된 스크린고정와이어의 일측단부가 포스트를 따라 왕복이동하지 않도록 하되, 모터에 의해 회전하는 권취드럼을 포스트에 결합하고, 이 권취드럼에 스크린고정와이어의 일측단부를 결함으로써 권취드럼에 스크린고정와이어를 권취하거나 권취된 스크린고정와이어를 해권하는 방법으로 스크린의 경사도를 조절할 수도 있다.

컨베이어는, 물의 압력에 의해 스크린 상단부로 건져진 후 스크린 상단부에서 하천 측으로 떨어지는 하천부유물을 제방측으로 이송하기 위한 것으로, 스크린 상단부 아래 하천의 폭방향으로 설치된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 하천부유물 제거 시스템의 사시도를, 도 2에 본 발 명 일실시예 하천부유물 제거 시스템의 측면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 발명의 하천부유물 제거 시스템은,

수면 위로 노출되도록 하천의 폭방향을 따라 세워지는 한 쌍 이상의 포스트(11)와;

상기 포스트(11)에 결합된 상단부가 수면 위에 위치하며, 상단부에서 하천의 상류측으로 하향 연장되어 하단부가 수면 아래에 위치하는 사각형상의 스크린(12)과;

상기 스크린(12) 상단부 위의 포스트(11)에 일측단부가 결합되며, 상기 스크린(12)의 하단부에 타측단부가 결합되는 스크린고정와이어(13)와;

상기 스크린(12) 상단부 아래의 포스트(11)에 하천 폭방향을 따라 설치되는 콘베이어(14); 등으로 구성된다. 비설명 부호 "B"는 "제방"이다.

이때 상기 스크린(12)의 폭방향 양 단부를 따라 바형 스크린프레임(12A)을 결합하고, 상기 두 스크린프레임(12A)의 각 하단부도 바형 스크린프레임(12A)으로 연결하여 스크린(12)이 평탄한 상태로 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 두 스크린프레임(12A)의 각 상단부 역시 바형 스크린프레임(12A)으로 연결할 수 있으나 스크린(12)의 상단부 양 측이 포스트(11)에 각각 결합되기 때문에 스크린프레임(12A)의 각 상단부를 스크린프레임(12A)으로 반드시 연결할 필요는 없다.

그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 포스트(11)를 하천의 상류측과 하류측 두 곳의 폭방향 양 측에 각각 설치하고, 스크린(12)의 상·하단부를 상·하류측 포스트(11)(11')에 각각 결합할 수도 있다.

상기와 같은 스크린(12)은 하천의 하류측에서 상류측으로 하향 경사지도록 설치되는 바, 유량 및 유속에 따라 20∼60°범위의 경사도를 갖도록 하는 것이 바람직한데, 경사도가 20°에 미치지 못하면, 하천부유물이 스크린을 따라 쉽게 상향 이송될 수는 있으나 스크린의 길이가 지나치게 길어지면서 장치의 안정성이 떨어지면서 장치비용이 필요 이상으로 증가하게 된다.

그리고 경사도가 60°를 초과하게 되면, 하천부유물이 자체 중력에 의한 스크린과의 마찰력에 의해 물의 힘만으로는 스크린을 따라 그 하단부 측에서 상단부 측으로 상향 이동하기 어렵다.

따라서 하천의 수량과 물의 유속에 따라 스크린(12)의 경사도를 조절할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직한 바, 도 4에 도시된 바와 같이, 포스트(11)에 모터로 구동되는 권취드럼(D)을 설치한 후 스크린고정와이어(13)를 권취드럼(D)으로 권취 또는 해권하는 방법으로 스크린(12)의 경사도를 조절할 수도 있다.

이때 스크린(12)의 상단부는 포스트(11)에 회동가능하게 결합된다.

또한 상기 스크린(12)의 하단부를 수면에서부터 시작하여 하천 깊이의 20% 되는 곳보다 깊게 잠겨지도록 하는 것이 바람직하다.

즉 하천을 흐르는 물은, 하상에서 최소가 되고 수면을 향하여 올라갈수록 유속이 증가하여 수면에서 하천 깊이의 60%(하상에서 하천 깊이의 40%) 되는 부위에서 하천의 평균유속에 도달하게 되며, 점차 상승하여 수면에서 하천 깊이의 20% 되는 깊이에서 최대유속에 도달한 후 수면까지는 유속이 다시 감속하게 되는 바, 스 크린의 하단부가 최대유속이 얻어지는 깊이 아래로 잠기도록 하여야만 물의 힘을 최대한 활용할 수가 있다.

그리고 하천의 최대 수위와 최소 수위의 차이가 클 경우에는 스크린 전체, 즉 포스트에 결합된 스크린 상단부의 높이도 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직한 바, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 스크린의 상단 테두리부에 스크린프레임(12A)을 결합하고, 포스트(11)에 모터구동 권취드럼(D')을 설치하며, 스크린프레임(12A)과 권취드럼(D')을 와이어(W)로 연결한 후 권취드럼(D')으로 와이어(W)를 권취 또는 해권함으로써 스크린(12)의 상단부 높이를 조절할 수 있다.

이때 스크린(12) 상단부의 최고 높이는 물론 그 직하의 콘베이어(14) 높이는 하천의 최고 수위보다 높아야 하는 바, 콘베이어(14)가 스크린(12)의 상단부와 함께 노피이조절 가능토록 하는 것이 더욱 바람직하다.

그 외에, 상기 스크린(12)은 하천부유물이 이동하는 통로를 제공하여 주는 역할을 하는 바, 스크린의 눈(目) 크기가 필요 이상으로 클 경우에는 하천부유물이 빠져나가게 되거나, 눈에 끼인 하천부유물에 의해 눈에 끼지 않은 하천부유물의 이동을 방해하게 될 뿐만 아니라 하천부유물과 스크린 자체의 마찰력이 증가하여 하천부유물의 이동이 방해되는 바, 스크린의 눈을 적절한 크기로 해야한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 하천부유물 제거 시스템은,

상기 포스트를 설치할 대상지를 굴착하고 정지하는 단계와;

상기 대상지에 기초 구조물 콘크리트를 타설하는 단계와;

상기 기초 구조물 콘크리트 위에 철근 및 포스트 설치용 폴을 설치한 후 콘 크리트를 타설하는 단계와;

상기 폴에 포스트를 설치하는 단계와;

하천에 잠기지 않도록 스크린 상단부를 포스트에 결합하는 단계와;

상기 스크린 상단부 위의 포스트에 스크린고정와이어의 상단부를 연결하는 단계와;

상기 스크린이 경사진 상태에서 그 하단부가 하천에 잠기도록 스크린고정와이어의 하단부를 스크린의 하단부에 연결하는 단계와;

상기 하천에 잠기지 않도록 스크린 상단부 아래의 포스트에 이송콘베이어를 결합하는 단계; 등의 순차적인 과정을 통하여 시공된다.

이때 상기의 각 단계는 현장 여건에 따라 그 순서가 바뀔 수도 있다.

도 1은 본 발명 제1실시예 하천부유물 제거 시스템의 사시도.

도 2는 본 발명 제1실시예 하천부유물 제거 시스템의 측면도.

도 3은 본 발명 제2실시예 하천부유물 제거 시스템의 평면도.

도 4는 본 발명 제3실시예 하천부유물 제거 시스템의 측면도.

도 5는 본 발명 제4실시예 하천부유물 제거 시스템의 측면도.

(( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ))

11. 포스트 12. 스크린

12A. 스크린프레임 13. 스크린고정와이어

14. 콘베이어

D,D'. 권취드럼 W. 와이어

Claims (8)

1. 수면 위로 노출되도록 하천의 폭방향을 따라 세워지는 한 쌍 이상의 포스트(11)와;

   상기 포스트(11)에 결합된 상단부가 수면 위로 노출되며, 상단부에서 상류측으로 연장된 하단부가 수면 아래로 잠기는 스크린(12)과;

   상기 스크린(12) 상단부 위의 포스트(11)에 일측단부가 결합되며, 상기 스크린(12)의 하단부에 타측단부가 결합되는 스크린고정와이어(13)와;

   상기 스크린(12) 상단부 아래의 포스트(11)에 수면 위로 노출되도록 하천 폭방향을 따라 설치되어 스크린(12)에서 떨어지는 하천부유물을 받아 제방(B) 측으로 이송하는 콘베이어(14); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스크린(12)의 테두리부에는, 바형 스크린프레임(12A)이 결합된 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
3. 제 1항에 있어서 상기 스크린(12)의 상단부를 제외한 테두리부에는, 바형 스크린프레임(12A)이 결합된 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스크린(12)의 경사도는, 20∼60°인 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 스크린(12)의 하단부는, 수면에서부터 하천 깊이의 20% 보다 깊은 부위에 잠기는 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
6. 제 1항에 있어서, 상기 포스트(11)에는, 권취드럼(D)이 부가적으로 결합되고, 스크린고정와이어(13)의 일측단부는 권취드럼(D)에 권취가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
7. 제 1항에 있어서, 상기 스크린(12)의 상단부는, 포스트(11)를 따라 높이조절이 가능한 것을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템.
8. 하천에서 포스트를 설치할 대상지를 굴착하고 정지하는 단계와;

   상기 대상지에 기초 구조물 콘크리트를 타설하는 단계와;

   상기 기초 구조물 콘크리트 위에 철근 및 포스트 설치용 폴을 설치한 후 콘크리트를 타설하는 단계와;

   상기 폴에 포스트를 설치하는 단계와;

   상기 스크린의 상단부를 포스트에 결합하는 단계와;

   상기 스크린 상단부 위의 포스트에 스크린고정와이어의 상단부를 연결하는 단계와;

   상기 스크린이 경사진 상태에서 그 하단부가 하천에 잠기도록 스크린고정와이어의 하단부를 스크린의 하단부에 연결하는 단계와;

   상기 스크린 상단부 아래의 포스트에 이송콘베이어를 결합하는 단계; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 하천부유물 제거 시스템의 시공방법.

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